用3D打印,给你做个超级英雄的假肢

浏览数量: 235 作者: 本站编辑 发布时间: 2021-07-08 来源: 本站

 

3D打印:个性化医疗的模型

在制造业背景下,相比于与其他热门产业例如航天、汽车等,3D打印的医疗应用是相当独特的。为什么呢?答案显而易见,在所有的医疗卫生应用中都体现着人类元素,与拯救人类生命或者显著提高人类生活质量这样的成功结果相比,花费成了次要的顾虑。

但根据我们最近对这个领域的十年预估,在数字3D设计,医学成像和3D打印领域有异常强烈的协同作用,三者相互促进是解决医疗问题的力量,医生们可以通过病人自身的数据而捕获(结果),进行操作,并最终借助3D打印技术运用任何形状和大小的物理解决方案。没有这样的技术,个性化医疗很难实现,因为病人们需要能够简单快速制造的独一无二的元件。

3D打印技术有潜力通过各种革命性的医疗解决方案来影响千千万万的人,尤其是其中两块特别有趣的领域:外科手术和其他棘手健康状况的治疗。

改革手术方式

在如今的手术室里,尽管医生们能够很容易地将一台手术里习得的经验教训应用于其他手术,3D打印在手术室里的应用一般仍局限于相对较少的手术类型。举个例子,有关3D打印医疗模型使用的前沿案例研究正在迅速地引起关注,例如两岁的米娜可汗(Mina Khan)和她所使用的心脏模型就使用了这一技术,该模型使外科医生能构建定制的移植心脏来修补她心室的缺陷。

外科医生们认识到3D打印技术能减少手术时间,降低错误或是并发症的风险,并且可通过使用3D打印的手术模型和工具来为病人提供更好的结果——在目前实现面部移植的努力中这是显而易见的。

现在专业的3D打印机使用有多种纹理、透明、灵活的光固化型树脂,所以在手术开始前,外科医生可以根据病人骨头、血管或是其他器官的CT扫描数据来计划复杂的手术,然后转成3D打印的电子文档以供操作研究。对于涉及到打断或是钻入骨骼结构的手术,例如下颚手术、全膝关节置换术或是其他涉及到关节的手术,3D打印也能够根据打印的定制参考的和工具完美适用。

所以光固化3D打印,最在乎的就是精度,精度越高模型细节也就越好,通过配置更优质的硬件,进一步把打印效果提升到了更高巅峰,媲美百万工业级效果。其中值得一提的硬件配置是滚珠丝杆。精密的滚珠丝杆是Z轴高精度的可靠保证,其精准度达到了125μm,它给平台提供了非常丝滑细微的移动,保证平台移动动作的精准、稳定,助力打印平稳输出。滚珠丝杆的优异表现让3D打印成型出的模型细节效果更好,表面光滑无层纹。

医生们现在也可以用3D打印机来建造可以被固定到病人骨骼结构的临时工具,为重塑骨架提供一个精准的蓝图,从而完美地适应标准大小的植入装置。定制的打印钻孔导板保证螺钉被准确放置以确保与病人身体合适匹配。

在十年内,3D打印的医疗模型和定制的手术导板很可能成为许多手术的标准流程,包括心脏手术、下颚手术、全膝关节置换术、髋关节置换术、颅内植入、肩关节手术、脊椎手术或者更多其他手术。

让不可治变得可治

在快速发展的3D打印医疗手段中,最振奋人心的结果之一就是它能给予原先毫无希望的病人以帮助,无论是经济上的困难还是特定条件下的限制。全世界上百万人都无法接受关键性手术治疗,现在,一些案例中,3D打印正帮助人们消除那些障碍。

安装假肢手和人工桡动脉(在手肘以下)时存在一个奇特的现象。就总市值而言,大部分医疗设备公司对于这类假肢的需要并不会增加。传统的人工桡动脉十分昂贵,一般来说每个产品花费在一万到两万美元,甚至更多。假肢会逐渐退出广泛应用,并且如果病人还年轻并仍在成长中,一副假肢是不现实的——尤其当病人还要依靠另一个功能健全的肢体时。一千个人中没有一百个也有十个人能在人工桡骨帮助下过上更好的生活,但他们现在根本就不能享受一个可行的解决方案。

然而3D打印正改变这种局面——迅猛地改变。

过去两年里,涌现出大量完全定制的功能性假肢,它们甚至用最廉价的3D打印机就能完成。根据e-Nable在内的志愿者团体联系打印设备与需要假肢者的经验分析,这些假肢的总成本(包括材料在内)不过几百美元。

甚至对于没有3D打印机的人来说,拥有功能型假肢手也突然成为可能——包括了那些假肢仅仅几个月就不适应生长中的身体,而在童年时代饱受煎熬的孩子们。现在,只要拥有了一台打印机,就可以在24小时内为儿童打印出新的假肢。并且,这些假肢完全实现了私人订制。现在,许多孩子因为拥有仿制其最爱的超级英雄的假肢而兴奋不已。

植入用3D打印髋和脊椎尽管仍只占有整个植入物品市场的极小一部分,却成为技术治愈不治之症的又一伟大案例。

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